某些 COVID-19(也稱新冠肺炎、武漢肺炎)患者會有快樂缺氧(也被稱為「隱性缺氧」)而導致突然崩潰的現象(延伸閱讀:COVID – 19 患者的隱形殺手:快樂缺氧。為什麼會發生?該如何預防?),也因此血氧機、血氧 APP 各種帶有血氧測試功能的穿戴式裝置,在近期都取得了不少的關注。
血氧會受到大氣壓力、呼吸道是否通暢、是否貧血、肺泡交換氣體的能力等因素影響。各種不同的血氧測量方式,也會影響血氧值的準確程度。
目前醫療認可的血氧測量的方式,主要有兩種:一種是用「血氧機」測得 SpO2 (脈搏血氧飽和度),一種則是用從「血液」測得 SaO2(動脈血氧飽和度)。使用血氧機的好處是測量容易、非侵入式,但也容易因為測量方式的不同,影響準確度;而利用血液測量血氧濃度則較為直接、準確,但過程比較麻煩,需要由醫療人員抽血才能得到。
血氧機怎麼測?脈搏血氧飽和度 SpO2
SpO2 指的是周邊微血管的血氧飽和度,利用「氧合血紅素」與「血紅素」吸光值不同,用波長 660nm 和波長 940nm 的光所測到的數據。
由於血氧機只有兩種波長的光,所以只能測到兩種不同的血紅素,因此 SpO2 的計算公式為:
SpO2 = 氧合血紅素 / (氧合血紅素 + 還原血紅素)
SpO2 最大的好處就是容易測量,但也可能受到許多因素影響,像是手腳冰冷、末端血液循環較差、抽菸、肥胖或是一氧化碳中毒,都有可能影響數據判讀。
由於 SpO2 容易受到影響,所以如果和臨床的症狀不符(例如,患者很喘,但SpO2 在正常範圍內),臨床醫師通常會建議抽動脈血以取得較真實的血氧數據。
目前認為 COVID-19 確診者的 SpO2 一旦低於 94 % 後便會急速下降,因此建議血氧飽和度低於 94% 者,要盡快聯繫醫療人員尋求協助。1
抽血才知道:動脈血氧飽和度 SaO2
SaO2 (Sat O2) 是直接抽取動脈血後,放在血氧分析機下所取得的血氧飽和度。測量動脈血的機器中有四種波長,所以能夠偵測「被一氧化碳結合的血紅素」,比用血氧機測 SpO2 又更接近實際狀況。SaO2 的公式為:
SaO2 = 氧合血紅素 / (氧合血紅素 + 還原血紅素 + 一氧化碳血紅素 + 變性血紅素)
此外,某些呼吸或心臟照護的專責病房,會設有簡便的「動脈血分析儀」,這種分析儀並沒有一氧化碳測定儀 ( CO-oximeter),因此它是假定患者的氧合血紅素解離曲線正常下,帶入 PO2、PCO2 及血液 pH 值所求得的數據,與標準的血氧分析機獲得的資訊仍有可能有差距,僅供參考用。
血氧 APP、運動手環能夠取代血氧機嗎?
醫療用的血氧機必須符合 ISO 80601-2-61:2017 的規範,能夠有效區分 70% ~ 100% 的血氧濃度;但除了醫療用的血氧機和抽血之外,市面上也出現許多運動手環以及血氧 APP,號稱具有偵測血氧數據的功能,究竟這些數據又有多準確呢?
以血氧 APP 為例,使用時會用手指(常用是食指),遮蓋住手機的鏡頭與閃光燈,讓手機上的閃光燈發出強光後,再用鏡頭接收手指微血管的搏動。APP 會利用光體積變化描記圖法(Photoplethysmogram, PPG),紀錄微血管的脈搏。
但一般消費型的手機多半不具備紅外線感光設備,無法像血氧機一樣,取得氧合血紅素的比例,所以這一類的 APP 大多是使用自行開發的演算法,分析拍攝到的影像、並濾出特定顏色的訊號,來「模擬」血氧機的兩種波長。
目前這些模擬的演算法,精準度和敏感度都還沒有獲得食品藥物管理局的認可,因此可信度仍然無法作為醫療決策使用。
除了血氧 APP 外,價格較昂貴的運動手環則模仿了血氧機的規格,在手錶的背面加上了發光二極體和感測器。
以 iWatch 為例,iWatch 利用背面的四個 LED 發射出紅光、綠光、紅外光來照射手腕上的微血管,再用四個感測器接收反射訊號來測量血氧。
與血氧機不同的是,運動手環偵測血氧的時候,手錶必須緊貼手腕,而皮膚顏色、手腕的毛髮、配戴手錶的位置、錶帶的鬆緊度和運動時的晃動等因素,都會影響測量的準確度,所以目前也還無法作為醫療目的使用。
在家就能做的簡單測試: 6 分鐘步行測試 (6MWT)
如果手邊真的沒有血氧機的話,根據英國國家衛生研究院的建議2,無症狀或是輕症的確診民眾,可以試著在家做 6 分鐘步行測試。
這項測試不需要特殊器材,只要用一般步行的速度,在平地上持續走上六分鐘(60歲以上患者為 3 分鐘),即可初步地評估自己的心肺功能。如果無法完成這項測試、中途需要休息、頭暈喘不過氣甚至覺得自己快要暈倒,表示心肺功能可能較差,請立即停止測試,並聯繫醫療人員或是家庭醫師做進一步檢查。
手上有血氧機的人,在也可以在進行 6 分鐘步行測試的同時配帶血氧機。只要血氧一度掉到 93 % 或是掉落幅度大於 3%,也應該盡快聯繫醫療人員,做進一步的診斷和確認3。
對於一般呼吸較淺、長時間臥床的年長者;有心臟病、血管疾病、貧血等狀況的患者;常常覺得頭暈頭痛、長時間在封閉空間工作的上班族;晚上打呼,疑似有呼吸中止症或是有抽菸習慣的人,也都可以用上述的方式,注意自己的基礎心肺功能和血氧狀況,盡早接受治療。
參考文獻
- 2019 冠狀病毒病 (COVID-19):如何監測您的血氧含量。https://www1.nyc.gov/assets/doh/downloads/pdf/covid/providers/covid-19-monitor-oxygen-patient-handout-ch.pdf
- Mantha, S., Tripuraneni, S. L., Roizen, M. F., & Fleisher, L. A. (2020). Proposed Modifications in the 6-Minute Walk Test for Potential Application in Patients With Mild COVID-19: A Step to Optimize Triage Guidelines. Anesthesia & Analgesia, 131(2), 398–402. https://doi.org/10.1213/ane.0000000000004986
- What Is The 6-Minute Walk Test For COVID-19? https://pharmeasy.in/blog/what-is-the-6-minute-walk-test-for-covid-19/